第2章-Zigbee技术原理解说.ppt

# 2.4 Zigbee网络层 Zigbee网络层的主要作用： 负责网络的建立 允许设备加入或离开网络 路由的发现和维护 2.4.1 功能概述 Zigbee网络层主要实现网络的建立、路由的实现以及网络地址的分配。Zigbee网络层不同功能由不同的设备完成。其中Zigbee网络中的设备有三种类型：协调器、路由器和终端节点，分别实现不同的功能 ： 协调器具有建立新网络的能力 协调器 协调器或路由器 终端节点 协调器或路由器具备允许设备加入网络或者离开网络、为设备分配网络内部的逻辑地址、建立和维护邻居表等功能 终端节点只需要有加入或离开网络的能力即可 2.4.2 服务规范 网络层内部由两部分组成，分别是网络层数据实体（NLDE）和网络层管理实体（NLME） 网络层数据实体通过访问服务接口NLDE-SAP为上层提供数据服务 网络层管理实体通过访问服务接口NLME-SAP为上层提供网络层的管理服务，另外还负责维护网络层信息库 2.4.3 帧结构 网络层协议数据单元（NPDU）即网络层帧的结构 ，在Zigbee网络协议中定义了两种类型的帧结构，即网络层数据帧和网络层命令帧，其格式如下： 帧结构组成 网络层协议数据单元（NPDU）结构由网络层帧报头和网络层的有效载荷两部分组成。 帧报头包含帧控制、地址信息、广播半径域、广播序列号、多点传送控制等信息 帧报头 帧有效载荷的长度是可变的，包含的是上层的数据单元信息 帧有效载荷 2.4.3 帧结构 帧控制子域 帧类型 帧类型子域占2位，00表示数据帧，01表示命令帧，10~11保留 协议 版本 协议版本子域占4位，为Zigbee网络层协议标准的版本号 ，在Zstack-CC2530-2.5.1A中版本号为2 发现 路由 发现路由子域占2位，00表示禁止路由发现，01表示使能路由发现，10表示强制路由发现，11保留 广播 标记 广播标记占1位，0表示为单播或者广播，1表示组播 安全 安全子域占1位，当该帧为网络层加密时，安全子域的值为1，当未加密时，值为0 2.4.3 帧结构 帧控制子域 源路由 源路由子域占1位，1表示源路由子帧在网络报头中存在。如果源路由子帧不存在，则源路由子域值为0。 IEEE目 的地址 IEEE目的地址为1时，网络帧报头包含整个IEEE目的地址 IEEE源地址 IEEE源地址为1时，网络帧报头包含整个IEEE源地址 2.4.3 帧结构 目的地址 目的地址长度域为2个字节。如果帧控制域的广播标志子域值为0，那么目的地址域值为16位的目的设备网络地址或者广播地址。如果广播标志子域值为1，目的地址域为16位目的组播的Group ID。 2.4.3 帧结构 源地址 在网络层帧中必须有源地址，其长度是2个字节，其值是源设备的网络地址 2.4.3 帧结构 半径域 半径域总是存在的，它的长度为1字节。当设备每接收一次帧数据时，广播半径即减1，广播半径限定了传输半径的范围。 2.4.3 帧结构 广播序列号域 每个帧中都包含序列号域，其长度是1字节。每发送一个新的帧，序列号值即加1。帧的源地址和序列号子域是1对，在限定了序列号1字节的长度内是唯一的标识符 2.4.3 帧结构 IEEE目的地址 如果存在IEEE目的地址域，它将包含在网络层地址头中的目的地址域的16位网络地址相对应的64位IEEE地址中。如果该16位网络地址是广播或者组播地址，那么IEEE目的地址不存在 2.4.3 帧结构 IEEE源地址 如果存在IEEE源地址域，则它将包含在网络层地址头中的源地址域的16为网络地址相对应的64位IEEE地址中 2.4.3 帧结构 多点传送控制 多点控制域是1字节长度，且只有广播标志子域值是1（即，组播）时才存在 2.4.3 帧结构 源路由帧 源路由帧只有在帧控制域的源路由子域的值是1时，才存在源路由帧子域。它分为3个子域：应答计数器（1个字节）、应答索引（1个字节）以及应答列表（可变长） 应答计数器子域表示包含在源路由帧转发列表中的应答数值 应答索引子域表示传输数据包的应答列表子域的下一转发索引。这个域被数据包的发送设备初始化为0，且每转发一次就加1 应答列表子域是节点的短地址列表，用来为源路由数据包寻找目的转发节点 2.5 Zigbee应用层 Zigbee的应用层由应用支持子层（APS）、Zigbee设备对象、Zigbee应用框架（AF）、Zigbee设备模板和制造商定义的应用对象等组成。 第2章 Zigbee技术原理 本章目标 理解Zigbee网络结构 掌握IEEE802.15.4通信层 掌握MAC层和网络层帧结构 掌握Zigbee网络层服务规范 掌握Zigbee应用层规范 本章目标 理解Zig